[發(fā)明專利]一種不依賴市電的熔體靜電紡絲裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610079257.X
• 申請日: 2016-02-04
• 公開（公告）號: CN105543986B
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龍云澤;閆旭;段曉鵬;張麗華;賈憲生;李金濤;張斌
• 申請（專利權(quán)）人: 青島大學
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 王汝銀

本發(fā)明公開了一種不依賴市電的熔體靜電紡絲裝置，該裝置使用便攜式高壓電源和明火加熱，所述便攜式高壓電源包含手搖發(fā)電機，便攜式高壓電源的正、負極分別連接紡絲噴頭和電紡纖維收集機構(gòu)，紡絲噴頭的噴口指向電紡纖維收集機構(gòu)，所述紡絲噴頭連通儲料機構(gòu)，所述儲料機構(gòu)處設(shè)置有明火加熱機構(gòu)。該裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于操作，擺脫了市電電源的限制，可以在斷電、停電等無法供應市電的環(huán)境下實現(xiàn)熔體靜電紡絲制備微納米纖維。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于靜電紡絲技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種不依賴市電的熔體靜電紡絲裝置。

背景技術(shù)

靜電紡絲法是目前制備一維微納米纖維最簡單有效地方法之一。靜電紡絲技術(shù)包括溶液靜電紡絲和熔體靜電紡絲兩部分，其原理可簡述為帶電高分子溶液或熔體在高壓靜電場的作用下克服表面張力和重力等作用形成帶電射流，射流進一步在高壓電場的作用下加速運動，發(fā)生拉伸或劈裂細化，再經(jīng)溶液揮發(fā)或熔體固化形成微納米纖維。目前，在靜電紡絲裝置方面溶液靜電紡絲已經(jīng)得到廣泛的研究和應用，與溶液靜電紡絲相比，熔體靜電紡絲由于不使用溶劑，纖維中不存在溶劑殘留，不存在溶劑揮發(fā)、回收和毒性的問題，其紡絲效率、環(huán)保性和生物醫(yī)學實用性大幅度提高。因此熔體靜電紡絲被認為是一種更經(jīng)濟、環(huán)保的靜電紡絲方法，但熔體靜電紡絲的裝置制備的纖維相對較粗，可用于紡絲的材料種類較少，且存在高壓電源與加熱裝置的電磁干擾問題，所以熔體靜電紡絲裝置比普通溶液電紡裝置更復雜。

目前，相對溶液靜電紡絲，關(guān)于熔體靜電紡絲裝置的研究不是很多，中國專利200920105827.3公開了一種可連續(xù)生產(chǎn)的高效熔體靜電紡絲裝置，提出一種均勻分布有多個噴絲孔的高效噴絲頭，實現(xiàn)熔體靜電紡絲技術(shù)的連續(xù)生產(chǎn)，紡絲效率顯著提高；中國專利201110240911.8引入微分絲刷技術(shù)，改變了傳統(tǒng)的使用多噴頭或毛細管組件提高靜電紡絲效率的方式，極大地提高了紡絲效率，降低了制造和安裝成本，有望實現(xiàn)熔體靜電紡絲大規(guī)模工業(yè)化；中國專利201320582480.8公開了一種用于高粘度聚合物多射流的熔體靜電紡絲裝置，實現(xiàn)了同粘度的高粘度聚合物的熔體電紡，并且可實現(xiàn)高粘度聚合物纖維的批量化生產(chǎn)；中國專利201310167583.2公開了一種新型離心熔體靜電紡絲裝置，提出了一種利用高壓電場力和高速離心力的共同作用，實現(xiàn)高分子熔體納米級超細纖維的制備裝置；中國專利201320588422.6公開了一種金屬網(wǎng)帶式熔體靜電紡絲裝置，實現(xiàn)了熱塑性聚合物的超細纖維連續(xù)批量化生產(chǎn)。但是上述熔體靜電紡絲裝置復雜，其高壓電源及加熱裝置都需要外接電源，只能在有市電供應的情況下進行紡絲。中國專利20130025425.3公開了一種便攜式熔體靜電紡絲教學演示裝置，提出一種基于靜電感應起電機的小型熔體紡絲裝置，該裝置總體上比較輕便，但是加熱裝置(熱風機)仍依賴外接電源(市電)，在斷電、停電、沒有市電供應的地方不能工作，這極大地限制了熔體靜電紡絲的應用范圍。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于彌補現(xiàn)有技術(shù)空白，提供一種不依賴市電的熔體靜電紡絲裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于操作，擺脫了市電電源的限制，可以在斷電、停電等無法供應市電的環(huán)境下實現(xiàn)熔體電紡。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

一種不依賴市電的熔體靜電紡絲裝置，包括便攜式高壓電源，所述便攜式高壓電源為手搖發(fā)電電源，便攜式高壓電源的正、負極分別連接紡絲噴頭和電紡纖維收集機構(gòu)，紡絲噴頭的噴口指向電紡纖維收集機構(gòu)，所述紡絲噴頭連通儲料機構(gòu)，所述儲料機構(gòu)處設(shè)置有明火加熱機構(gòu)。

該靜電紡絲裝置采用手搖發(fā)電式的便攜式高壓電源供應電紡過程中所需的高壓電，在紡絲噴頭和電紡纖維收集機構(gòu)間形成高壓靜電場，同時，采用明火加熱裝置對儲料機構(gòu)中的固體高分子材料進行加熱使其熔化成紡絲前驅(qū)液，在電場力的作用下拉伸劈裂形成微納米纖維，此過程中無需外接市電電源，使得該熔體電紡過程擺脫了市電的限制，可以在斷電、停電等無法供應市電的環(huán)境下進行。相較于目前慣用點電磁加熱方式，明火加熱的方式有效地解決了傳統(tǒng)高壓電源與加熱裝置的電磁干擾問題，且裝置結(jié)構(gòu)簡單，可作為熔融靜電紡絲實驗的演示裝置使用。